[Cryptography] 고전 암호

- 고전 암호의 분류

• 치환(Substitution): 평문의 문자를 다른 문자로 바꾸는 것
• 전치(Transposition): 평문 문자들의 위치를 바꾸는 것
• 단일 문자 치환 암호(Monoalphabetic Substitution Cipher)
• 다중 문자 치환 암호(Polyalphabetic Substitution Cipher)

 

- 단일 문자 치환 암호(Monoalphabetic Substitution Cipher)

평문의 각 문자를 약속된 다른 문자로 치환하는 암호입니다. 복호화를 위해 치환의 대응 관계는 일대일 대응입니다.

 

 

* 키 공간(Key Space): 가능한 모든 키의 집합

 

- 다중 문자 치환 암호(Polyalphabetic Substitution Cipher)

단일 문자 치환 암호와 달리, 평문의 한 문자가 암호문에서 여러 종류의 문자로 치환될 수 있습니다.

 

- 고전 암호 공격

• 전수 키 탐색 공격(Exhaustive Key Search Attack): 평문과 암호문을 알 때, 키 공간을 전부 탐색하며 주어진 암호문과 같은 암호문을 생성하는 키를 찾는 방법. 현대 암호는 키 공간의 크기가 매우 넓으므로 이를 대상으로 사용하기는 어렵습니다.
• 빈도수 분석(Frequency Analysis): 단일 치환 암호는 평문의 문자와 암호문의 문자가 항상 일대일 대응을 이루기 때문에 평문의 통계적인 특성이 유지되는데, 이런 특성을 바탕으로 암호문을 복구하는 방법입니다. (ex. 평문의 E를 A로 치환 했을 때, 일반적으로 E가 영단어에 많이 사용되므로 암호문에 A가 많이 나타났다면 A가 평문 E를 나타내는 것이 아닌가 추측 가능)

 

- 안전한 암호 시스템이 갖추어야 할 성질

• 혼돈(Confusion): 암호문으로부터 평문의 정보를 유추하지 못하게 하는 성질
• 확산(Diffusion): 평문의 작은 변화가 암호문의 큰 변화로 나타나게 하는 성질